Чем замерить разницу в заряде последовательно подключенных аккумуляторов?

[Armenn]

Господа!

Собрал тут "вечный" аккумулятор на титанате  для замены свинцовых в UPSах. Балансир самодельный, на lm2662.

 Стал испытывать и возникла проблема:  нужен видеть самую большую разницу по напряжению между банками.

Можно по очереди все замерять, но это слишком долго и неудобно.

Вопрос: Как сделать так чтобы видеть только самый большой разброс между всеми банками одним индикатором? То есть нужно напряжение между самым заряженным и самым разряженным аккумулятором в цепи.

 

Изменено 4 февраля, 2020 пользователем Armenn

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Bass85]

Поставить микроконтроллер с 6 входами АЦП и написать прошивку)

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[basf1]

6 диодных мостов, галетник и вольтметр с "растянутой" шкалой. Вольтметр калибруем под заданную схему)

ЗЫ. галетник можно электронный). 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Starichok]

50 минут назад, Bass85 сказал:

Поставить микроконтроллер с 6 входами АЦП

микроконтроллер все равно будет замерять по очереди.

а автор куда-то очень спешит, ему по очереди очень долго...

[BARS_]

27 минут назад, Starichok сказал:

микроконтроллер все равно будет замерять по очереди.

Смотря какой)

[Starichok]

тогда назови, какой МК может измерять ОДНОВРЕМЕННО все свои входы.

[BARS_]

Тот же STM32F303 имеет 4 независимых АЦП, которые могут работать одновременно. Не путать со входами, именно 4 модуля АЦП. Т.е. как минимум 4 канала могут оцифровываться одновременно.

[ivani-2a]

@Armenn Все похожие желания давно реализованы производителями мс, приглядитесь к BQ76925. Там, в разделе применения четко перечислено и Ваше: UPS Systems.

[Starichok]

1 час назад, BARS_ сказал:

Тот же STM32F303 имеет 4 независимых АЦП, которые могут работать одновременно

это хорошо. но автору темы нужно 6 каналов.

но в моем посте был сарказм - каким это методом собрался измерять автор темы, если ПО ОЧЕРЕДИ ему это получается очень долго?

в каких единицах времени у него это "очень долго"?

[Armenn]

7 hours ago, Starichok said:

а автор куда-то очень спешит, ему по очереди очень долго

Точно, это описано не было. Сейчас беру прибор, и по очереди произвожу замер каждой банки. Заношу данные в эксель и с помощью формулы высчитываю разницу между самой заряженной банкой и слабо заряженной. (Формула сама находит максимум и минимум). Вот любой способ быстрее этого мне подходит.

8 hours ago, basf1 said:

6 диодных мостов,

Чего то не соображу как вольтметр покажет мне разброс между самой заряженной и самой разреженной банкой? Можно схему хотя бы на бумажке? Или мне надо шесть раз щелкнуть галетник, записать результаты и потом сравнить?

[BARS_]

Какой вообще в этом смысл? Что даёт эта информация? Почему нельзя сразу нормальное зу сделать и не страдать фигней?

[Armenn]

Во время экспериментов хочу видеть все в реальном режиме времени. Для остального это действительно не нужно.

[BARS_]

6 часов назад, Armenn сказал:

Во время экспериментов

Каких? Возьмите нормальный балансир от тех же TI и не морочьте голову. А так только делать схему на МК.

[Armenn]

Да например с разными балансирами.

4 minutes ago, BARS_ said:

 и не морочьте голову.

Я же не заставляю вас морочиться, тяжело/не интересно/лень просто пишите в тему где легко/интересно/не лень.

[Starichok]

тебе когда нужны эти замеры в твоем эксперименте?

если при заряде, то это не имеет смысла, так как балансир в конечном итоге всё сбалансирует.

а смысл есть при разряде, посмотреть, какая разбежка получается между банками при разряде (к концу разряда).

[Armenn]

14 hours ago, ivani-2a said:

BQ76925

Она вроде не для LTO.

[ivani-2a]

2 часа назад, Armenn сказал:

Да например с разными балансирами.

Тогда, как вариант ускоряющий считывание напряжений, 6 шт мультиметров по 200руб и клеммная колодка. Быстро реализуемо,  и дешевле чем заниматься разработкой единичного изделия для тестов.

[Armenn]

5 hours ago, Starichok said:

а смысл есть при

Есть разные типы балансиров, например есть балансир который балансирует по ёмкости батареи. Естественно он приведёт к одному и тому же напряжению все батареи к моменту срабатывания защиты в момент полного разряда. Хотелось бы быть уверенным что это так. Именно разница между самой заряженной банкой и разряженной покажет мне что балансир работает как надо. Плюс можно видеть работает или нет балансир штатно на ранней стадии поломки.

3 hours ago, ivani-2a said:

6 шт мультиметров

Вариант, только я рассматриваю в этой роли пятизначные вольтметры с Али. Но у этой схемы есть недостаток. Надо обсчитывать самостоятельно шесть значений и иметь внешний источник питания.

[Starichok]

балансир, на сколько я знаю, балансирует только при заряде.

о существовании балансиров, работающих при разряде я не слышал.

[100482]

18 минут назад, Armenn сказал:

пятизначные вольтметры с Али

Говорят медленные они.

Но наверное высматривать на каком из 6-ти вольтметров больше или меньше значение, когда они ещё постоянно меняются выглядит как то не очень.

По  моему надо смотреть на промышленное, есть наверное системы собирающие данные с о многих датчиков на компьютер.

[Armenn]

18 minutes ago, Starichok said:

я не слышал.

Услышать это никогда не поздно... Только для любознательных, читаем...

[Starichok]

почитал статейку - да, любознательно.

но у меня есть свои собственные соображения по последовательному включению банок.

в последовательной цепи во все банки поступает одинаковый заряд.

1. разрядим все банки до одинакового напряжения, до оговоренного минимума.

2. остановим заряд по самой слабой банке, которая зарядится первой. и пусть остальные банки останутся недозаряженными.

3. получив одинаковый заряд, при разряде все банки должны придти к тому же самому минимальному напряжению одновременно (теоретически).

а практически мы можем остановить разряд опять по банке, которая первой достигнет минимума.

4. да, со временем между банками может накопиться разбежка. 

но если мы будет заканчивать заряд по первому, зарядившемуся до 4,2 Вольта и заканчивать разряд по первому, разрядившемуся до 2,7 Вольта, то остальные банки мы точно не испортим перезарядом или переразрядом.

5. по истечение некоторого времени можно опять восстановить исходное состояние, разрядив все банки до установленного минимума.

 

спрашивается, а какой смысл заряжать каждую банку до 4,2 Вольта? всё равно самые сильные банки останутся не разряженными до своего минимума, так как останавливать разряд требуется по первой же разрядившейся банке.

поэтому в твоей затее я вижу прямой смысл - контролировать напряжение каждой банки. и не только на время эксперимента, а постоянно. и ни в коем случае не заниматься балансировкой при заряде. а почему не нужно заниматься балансировкой, надеюсь, я достаточно понятно изложил свои соображения.

но повторю - при заряде снижаем ток (как обычно это делается) по первой же банке, зарядившейся до 4,2 Вольта.

[Armenn]

1 hour ago, Starichok said:

в последовательной цепи во все банки поступает одинаковый заряд.

Ток одинаковый, а заряд разный так как у всех батарей разное внутреннее сопротивление и падение напряжения соответственно.
 

Spoiler

 

Под зарядом я понимаю:

Ёмкостью аккумулятора является величина электрического заряда, который может быть выделен при номинальном напряжении.

 

 

1 hour ago, Starichok said:

1. разрядим все банки до одинакового напряжения, до оговоренного минимума.

2. остановим заряд по самой слабой банке, которая зарядится первой. и пусть остальные банки останутся недозаряженными.

Согласен.

1 hour ago, Starichok said:

3. получив одинаковый заряд, при разряде все банки должны придти к тому же самому минимальному напряжению одновременно (теоретически).

Это действительно только теоретически, в каждой разное сопротивление и близкие но не одинаковые хим процессы.

1 hour ago, Starichok said:

а практически мы можем остановить разряд опять по банке, которая первой достигнет минимума.

Согласен.

1 hour ago, Starichok said:

4. да, со временем между банками может накопиться разбежка. 

но если мы будет заканчивать заряд по первому, зарядившемуся до 4,2 Вольта и заканчивать разряд по первому, разрядившемуся до 2,7 Вольта, то остальные банки мы точно не испортим перезарядом или переразрядом.

У меня LTO там 2,8в заряжено и 1,6 разряжено. 20000 циклов зарядка/разрядка. Такой алгоритм точно не испортит батарею.

1 hour ago, Starichok said:

5. по истечение некоторого времени можно опять восстановить исходное состояние, разрядив все банки до установленного минимума.

Можно, но лучше  верхнею границу не достигать. Samsung 20% недозаряжает, Lenovo 30% для долго хранения своих батарей в буферном режиме.

1 hour ago, Starichok said:

поэтому в твоей затее я вижу прямой смысл - контролировать напряжение каждой банки. и не только на время эксперимента, а постоянно. и ни в коем случае не заниматься балансировкой при заряде. а почему не нужно заниматься балансировкой, надеюсь, я достаточно понятно изложил свои соображения.

У меня есть подозрение что при равном напряжении на банках химия процесса протекает одинаково, (коррозия деградация и т.д.) поэтому хотелось бы во всем диапазоне напряжений держать батареи под одним и тем же напряжением, естественно используя только активный режим балансировки (минимум энергии отправлять в тепло). Но ваши соображения полностью соответствуют правилам эксплуатации батарей. 

1 hour ago, Starichok said:

но повторю - при заряде снижаем ток (как обычно это делается) по первой же банке, зарядившейся до 4,2 Вольта.

А вот тут затык, верхний порог никогда у меня не будет достигнут т.к. аккумулятор работает в буферном режиме и с недозарядом в 20% для долгой работы.

В общем мы немного отвлеклись, проходя мимо упса я хотел бы видеть самую большую разбежку между банками. Пока получается самый простой способ это микроконтроллер...

О работе балансира, его режиме работы токах и других параметрах можно будет обсудить в другой теме если есть желание.

[Анатолий Андронович]

Видел здесь кто-то через вычитатели на оу, привязывал напряжение каждой банки к земле. Не помню, для вольтметров или зарядного. Если выходы вычитателей через диоды собрать в одну точку будет максимальное, подключить к плюсу вольтметров. Минусы вольтметров через диоды к выходам вычитателя.  Должно показывать разницу от большего каждой банки. Наверное подстроить нужно будет.  Или придумывать как искать меньшую. Наверное если видеть разницу от большего на каждом аккумуляторе тоже может подойти.

[Armenn]

10 hours ago, Анатолий Андронович said:

Если выходы вычитателей через диоды собрать в одну точку будет максимальное, подключить к плюсу вольтметров.

Вот это кажется решение! Шесть вычитателей на каждую банку дадут нам ряд напряжений например: 1.6, 2.22, 2.33, 2.44, 2.55, 2.8. Объединяем их всех через диоды и получаем на выходе 2.1в

Этот же ряд  сигналов пропускаем через шесть  инвертирующих повторителей со смещением 6в и получаем 4.4, 3.78, 3.67, 3.56, 3.45, 3.2 обьединяем  их через диоды и получим  3.7 в.

 

Теперь измеряем  разницу 3.7-2.1 и получаем то, что нам нужно!

13 усилителей (4корпуса) с обвязкой и вопрос решен. При оптимистичном сценарии. 

 

Изменено 6 февраля, 2020 пользователем Armenn